浅析高炉合理煤气分布
高炉炼铁过程中的煤气利用与环境保护
高炉炼铁过程中的煤气利用与环境保护在现代工业发展中，高炉炼铁是一项重要的冶金工艺。
然而，高炉炼铁过程中产生的煤气不仅是一种有价值的能源资源，而且对环境造成的污染也是不可忽视的。
因此，合理利用高炉炼铁过程中的煤气并兼顾环境保护成为了业界研究的热点。
本文将探讨高炉炼铁过程中煤气的利用方式以及环境保护措施。
1. 煤气的产生及成分分析高炉炼铁过程中，煤和焦炭通过还原反应生成一系列气体，其中包括煤气。
煤气的主要成分是一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气（H2O）。
此外，还含有少量的氢气（H2）、甲烷（CH4）以及其他杂质。
2. 煤气利用方式2.1 燃烧利用煤气可以作为一种重要的能源，可以通过燃烧来发电、供热等。
在高炉炼铁过程中，煤气可以作为燃料用于烧结机、脱硫设备等设备的加热，提高热能利用效率并降低能源消耗。
2.2 借助煤气发电高炉炼铁煤气中富含一氧化碳，可以通过加热产生蒸汽，再通过蒸汽发电机组发电。
这种方式可以有效利用高炉炼铁过程中产生的煤气，并将其转化为电能，提高能源利用效率。
2.3 煤气深度利用煤气中含有丰富的一氧化碳和氢气，在适当条件下可以通过催化剂进行反应，生成一系列有机化合物。
这种煤气深度利用的方式不仅能够提高煤气资源的利用效率，还可以产生有重要经济价值的产品，例如合成氨、甲醇等。
3. 环境保护措施高炉炼铁过程中产生的煤气含有大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成的污染较大。
为了减少二氧化碳等温室气体的排放，需要采取以下环境保护措施：3.1 煤气净化处理高炉炼铁煤气中含有大量的杂质和有害物质，例如灰尘、硫化物等。
通过采用过滤、除尘、脱硫等技术，可以有效净化煤气，减少大气污染物的排放。
3.2 煤气能源回收利用高炉炼铁煤气中的一氧化碳和氢气具有较高的能量价值。
通过采用热能回收装置，可以对高炉燃烧煤气中的热能进行回收，减少能源消耗。
3.3 二氧化碳的回收利用二氧化碳是一种重要的温室气体，对气候变化造成了严重的影响。
高炉合理煤气流分布探讨课件
02 高炉煤气流分布 的理论基础
煤气流流动的基本原理
煤气流在高温高压下通过高炉风口进入高炉内，受到高炉内 各种因素的影响，如温度、压力、化学反应等，发生流动和 变化。
煤气流流动的基本原理包括牛顿运动定律、质量守恒定律、 动量守恒定律和能量守恒定律等，这些原理是研究煤气流在 高炉内的流动和变化的基础。
案例二
另一家钢铁企业采用先进的煤气流控制技术，实 现了高炉的智能化控制，提高了生产效率和稳定 性。
案例三
某大型钢铁企业通过改进高炉结构，调整风口布 置，优化了煤气流分布，显著提高了产量和能源 利用率。
高炉合理煤气流分布的未来展望
智能化控制
随着人工智能技术的发展 ，未来高炉煤气流分布将 更加智能化，实现自适应 控制和优化。
通过合理的煤气流分布设计，可以提高高炉的产量、降低能耗和减少环境污染。
煤气流分布的测量与评估
测量煤气流分布的方法包括热 线风速仪、激光多普勒测速仪 和压力传感器等。
通过测量高炉不同区域的煤气 流速度和流量，可以评估煤气 流分布的合理性。
高炉操作人员可以通过监测煤 气流分布的变化，及时调整操 作参数，优化高炉性能。
高炉合理煤气流分布探讨课 件
目录
• 高炉煤气流概述 • 高炉煤气流分布的理论基础 • 高炉合理煤气流分布的探讨 • 高炉煤气流分布的优化与控制 • 高炉合理煤气流分布的实践与展望
01 高炉煤气流概述
煤气流在炼铁过程中的作用
煤气流是炼铁过程中的重要组成部分 ，它负责将焦炭和煤粉从高炉的炉顶 送入炉内，同时将高炉内的煤气和铁 矿石从炉底排出。
煤气流分布与高炉热工的关联
01
煤气流分布与高炉热工的关联主 要表现在煤气流在高炉内的流动 过程中与高炉内各种热工因素之 间的相互作用。
高炉4大制度
高炉操作高炉操作的任务高炉操作的任务是在已有原燃料和设备等物质条件的根底上，灵活运用一切操作手段，调整好炉内煤气流与炉料的相对运动，使炉料和煤气流分布合理，在保证高炉顺行的同时，加快炉料的加热、复原、熔化、造渣、脱硫、渗碳等过程，充分利用能量，获得合格生铁，到达高产、优质、低耗、长寿、高效益的最正确冶炼效果。
实践证明，虽然原燃料及技术装备水平是主要的，但是，在相似的原燃料和技术装备的条件下，由于技术操作水平的差异，冶炼效果也会相差很大，所以不断提高操作水平、充分发挥现有条件的潜力，是高炉工作者的一项经常性的重要任务。
实现高炉操作任务方法一是掌握高炉冶炼的根本规律，选择合理的操作制度。
二是运用各种手段对炉况的进程进行正确的判断与调节，保持炉况顺行。
实践证明，选择合理操作制度是高炉操作的根本任务，只有选择好合理的操作制度之后，才能充分发挥各种调节手段的作用。
高炉操作制度高炉冶炼是逆流式连续过程。
炉料一进入炉子上部即逐渐受热并参与诸多化学反响。
在上部预热及反响的程度对下部工作状况有极大影响。
通过控制操作制度可维持操作的稳定，这是高炉高产、优质与低耗的根底。
由于影响高炉运行状态的参数很多，其中有些极易波动又不易监控，如入炉原料的化学成分及冶金特性的变化等。
故需人和计算机自动化地随时监视炉况的变化并及时做出适当的调整，以维持运行状态的稳定。
高炉操作制度就是对炉况有决定性影响的一系列工艺参数的集合。
包括装料制度、送风制度、造渣制度及热制度。
装料制度它是炉料装入炉内方式的总称。
它决定着炉料在炉内分布的状况。
由于不同炉料对煤气流阻力的差异，因此炉料在横断面上的分布状况对煤气流在炉子上部的分布有重大影响，从而对炉料下降状况，煤气利用程度，乃至软熔带的位置和形状产生影响。
利用装料制度的变化以调节炉况被称为“上部调节〞。
由于炉顶装料设备的密闭性，炉料在炉喉分布的实际情况是无法直观地见到的。
生产中是以炉喉处煤气中CO2分布，或煤气温度分布，或煤气流速分布作为上部调节的依据。
高炉四大操作制度
3
3.1送风制度
高炉炼铁是以风为本，要尽量 实现全风量操作，并且要稳定送风 制度，以维持好合理炉型，煤气流 分布合理，炉缸活跃。 选择风量的原则：风量必须要 与料柱透气性相适应，建立最低燃 料比的综合冶炼强度在 1.0~1.3t/m3·d的概念，是高炉炼 铁节能降耗工作的重要指导思想。
4
3.1.1选择合适的风速和鼓风动能
6
(1)控制适宜的回旋区深度（即长度）
鼓风离开风口时做具有的速度和动能，吹着风口前焦炭，形成一疏松 且金属椭圆形的区间，焦炭在这个区间内进行回旋运动和燃烧，这个回 旋区间称回旋区。
回旋区的形状和大小，反映了风口金凤状态， 影响气流和温度的分布，以及炉缸的均匀活跃 程度。回旋区形状和大小适宜，则炉缸周向和 径向的气流和温度分布也就合理。回旋区的形 状与风速或鼓风动能有关。
炉缸中心堆积或炉况严重失常，上部调剂无效时，应缩小风口面积，或堵 部分风口，以提高鼓风动能，活跃炉缸，可迅速消除炉况失常。但度风口时 间不宜太长，以免产生炉缸局部堆积和炉墙局部结厚。 为保持合理的初始气流分布，应尽量使用等径的风口，大小风口混用时， 力求均匀分布，特殊情况如纠正炉型或煤气流偏行除外。 一般风口长度为420-550mm，小高炉（300m3）位为00mm左右，长风口 回旋区向中心延伸，较长风口所需鼓风动能偏小，故风口直径可偏大些、长 风口适于低冶炼强度操作，有利于炉墙保护。
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喷吹
喷吹燃料在热能和化学能方面可以取代焦炭的作用。把单位燃料能替 换焦炭的数量称为置换比。随着喷吹量的增加，置换比逐渐降低，对 高炉冶炼会带来不利影响。提高置换比措施有提高风温给予热补偿、 提高燃烧率、改善原料条件以及选用合适的操作制度。
6
富氧
富氧后能够提高冶炼强度，增加产量。富氧鼓风能提高风口前理论燃 烧温度，有利于提高炉缸温度，补偿喷煤引起的理论燃烧温度的下降。
高炉煤气放散系统
高炉煤气放散系统
一、煤气放散系统简介：
在冶金企业中，伴随着产品生产会产生煤气。
比如在炼铁，炼钢，炼焦等过程中产生的煤气经过除尘净化进入管网，管网煤气一大部分可以进行生产再利用，一小部分会排放到大气中。
管网本身即是传送管道，也是储存装置。
如果部分管网无煤气柜联通，那么，管网本身压力会随着生产排放煤气和煤气用户的变化而波动，为了维持管网压力恒定在一个范围内，通常管网会连接一个或多个煤气放散系统。
但是靠手动调节放散调节阀进行煤气放散，不能很好地保证管道压力的稳定，如果引入管道压力信号， PLC系统根据管网压力进行PID调节控制阀门开度，可以很好地维持控制管道压力。
二、煤气放散系统的组成
系统通常为三管放散，每个支管均加装调节阀。
其中2个支管为电动调节阀，1个支管为电动快开阀。
放散主管安装两台压力变送器，测量主管压力。
（有时系统采用多点单管放散）
电气控制系为PLC控制柜一套，操作站(电脑)一套。
三、煤气放散系统图。
如何提高炉高煤气利用率的方法
如何提高炉高煤气利用率的方法
提高高炉煤气利用率的方法可以从以下几个方面入手：
1. 优化配比：根据高炉煤气的成分和各工艺所需的热值，合理分配高炉煤气和焦炉煤气的使用比例，以达到最佳的燃烧效果。
2. 提高热效率：采用高效的燃烧器和加热设备，减少热损失和不完全燃烧，从而提高热效率。
3. 开发新工艺：通过研发新工艺和技术，如高温高压燃烧、富氧燃烧等，提高煤气的燃烧速度和利用率。
4. 加强设备维护：定期检查和维护设备，确保设备的正常运转和高效运行。
5. 减少泄露：加强煤气管道的密封和监测，减少煤气泄露造成的损失。
6. 合理分配使用煤气：通过合理的煤气使用规划，实现煤气的最大效率化，确保其有效利用。
7. 提高操作人员素质：定期培训操作人员，提升其对煤气的使用知识，从而避免出现因操作不当导致的煤气浪费。
8. 引进先进技术：如引进高效节能燃烧器、煤气余热回收技术等，提升煤气的利用率。
9. 建立健全制度：建立完善的煤气使用管理制度，对煤气的使用情况进行实时监控和管理。
以上措施需要综合实施，才能更有效地提高高炉煤气的利用率，降低能源消耗和成本，同时也有利于环保和可持续发展。
1。
高炉炉腹煤气量
高炉炉腹煤气量高炉炉腹煤气量是指高炉内部产生的煤气的数量。
高炉是一种用于冶炼铁的设备，其中煤炭和铁矿石在高温下进行化学反应，产生煤气和铁水。
高炉炉腹煤气量是衡量高炉冶炼效率和生产能力的重要指标之一。
高炉炉腹煤气量的多少直接影响着高炉的冶炼效率和能源消耗。
一方面，高炉炉腹煤气量越大，表示高炉内部反应活跃，冶炼效率高。
煤气中的一氧化碳和氢气是高炉冶炼过程中的重要还原剂，可以将铁矿石中的氧化铁还原为金属铁。
另一方面，高炉炉腹煤气量的增加还意味着煤炭的燃烧更充分，能源利用率高。
因此，提高高炉炉腹煤气量是提高高炉冶炼效率和能源利用率的关键。
高炉炉腹煤气量的大小受到多种因素的影响。
首先是煤炭的质量和使用量。
煤炭是高炉的主要能源，煤炭的质量和使用量直接影响着煤气的产生量。
质量好的煤炭燃烧更充分，产生的煤气量更大。
其次是风量和风温的调控。
高炉中的风是煤炭燃烧的氧化剂，风量和风温的大小会影响高炉内部燃烧的强度和温度，从而影响煤气的产生量。
最后是高炉炉料的配比和进料速度。
高炉炉料中的铁矿石和焦炭的配比和进料速度会影响高炉内部反应的进行速度和程度，进而影响煤气的产生量。
为了提高高炉炉腹煤气量，可以采取一些措施。
首先是优化煤炭的选择和使用。
选择质量好的煤炭，并合理控制煤炭的使用量，可以提高煤炭的燃烧效率和煤气的产生量。
其次是调整风量和风温。
在保证煤炭燃烧充分的前提下，适当增加风量和风温，可以提高高炉内部的燃烧强度和温度，进而增加煤气的产生量。
最后是优化高炉炉料的配比和进料速度。
合理控制铁矿石和焦炭的配比和进料速度，可以提高高炉内部反应的进行速度和程度，从而增加煤气的产生量。
总结起来，高炉炉腹煤气量是衡量高炉冶炼效率和能源消耗的重要指标。
提高高炉炉腹煤气量可以通过优化煤炭的选择和使用、调整风量和风温，以及优化高炉炉料的配比和进料速度等措施来实现。
通过这些措施的应用，可以提高高炉的冶炼效率和能源利用率，从而实现经济效益和环境效益的双赢。
高炉合理煤气流分布探讨
• (6)炉况不顺时可考虑采取洗炉措施，炉渣碱度可适当降低，维持正常碱度的下限水平
高炉炉分况失常及处理
• 三、失常炉况的标志及处理
• 1. 失常炉况的概念由于某种原因造成的炉况波动，调节得不及时、不准确和到 位，造成炉况失常，甚至导致事故产生。采用一般常规调节方法，很难使炉况 恢复，必须采用一些特殊手段，才能逐渐恢复正常生产。
⑷ ηCO较高的煤气流分布要求有较高的料柱透气性来保 证顺行。这与入炉料的理化性能密切相关。只有使用强度 高，含粉率低的原燃料，才能既保证高ηCO，又可保证顺 行。
3南钢炼铁高炉煤气流分布型式
• CO2% 中间：22.4 CO2% 中间：19.9 CO2% 中间：22.3
CO2% 中间：17.5
22
边缘 中心 边缘
1#炉（C型）
图2 南钢高炉煤气流分布曲线图
4 影响煤气流分布的因素
• 炉料物理性质； • 装料制度； • 送风制度； • 炉型状况； • 设备状况。
送风制度
选择合理的送风制度，以维持合适的回旋 区（燃烧带）大小和形状，对煤气流的合理分 布有着重要意义。生产实践表明，回旋区过小， 易造成中心堆积和下料不畅，当回旋区向横向 和纵向扩大时，气流将以回旋区为放射中心， 向其两侧和中心扩展，使气流分布趋于合理均 匀。影响回旋区大小形状的因素有：风量、风 温、喷吹量、风口面积、风口长度和形状等。 送风制度对煤气流分布的影响见表。
2 煤气流分布基本形式及其特征
CO2%
CO2%
CO2%
22
22221717171212
12
边缘 中心 边缘
A型
边缘 中心 边缘
B型
7 边缘 中心 边缘
C型
图1 三种基本型式煤气流分布曲线图
武钢7号高炉优化煤气流分布操作
风 口回旋 区运动 ， 当煤 气 流 穿 过 回旋 区外 壳 之 外 的 焦炭 层 ， 便开 始 高炉 内最初 的还 原反 应 ， 因此燃 烧 带
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ 一 ｕ一 ２ ５
粒 度适 当的焦 丁人炉后 能置换 一定数 量 的冶 金
作者简介 ： 李
中图分 类号 ： Ｔ Ｆ ５ ４ ３ ． ２ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ６ ７ １ — ３ ５ ２ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ２ １ — ０ ４
０ 引 言
武钢 ７号 高 炉有 效 容 积 ３ ２ ０ ０ ｍ。 ，采 用 联 合 软
水 密 闭循 环冷 却 系统 ， ４个 铁 口 ３ ２个风 口。２ ０ ０ ６ 年 ６月 ２ ８ 日投 产 后 ， 高 炉一 直处 于强 化 冶炼 状态 ，
和 回旋 区 的大小 决定 了煤气 流 的初始 分 布 。煤 气流 随压差 继续 上行 ， 当经 过滴 落带 到达 软熔带 时 ， 由于 软 熔层 阻力 很大 ， 大 部 分 煤气 流绕 过 软 熔 层 进 而从
钢一 烧 ， 其 中粒度 ４ ｍｍ一１ １ ａｍ 为小 烧 ， ｒ ＞１ ｌ ｍｍ 为 大烧 。随着 钢铁 微 利 时代 的到 来 ， 武 钢 采 取 低 成 本 配矿 的 战略 ， 烧结 矿 品位逐 年 降低 ， 粒度＜ｌ Ｏ ｍｍ 的
围原燃 料条 件 的变 化 ， 取 得 煤气 流在 炉 内横 断 面上
１ 影 响 煤 气流 分 布 的 因素
高 炉 煤气 在 风 口前燃 烧 带 形 成 ， 在 炉 内 自下 而 上运 动 ， 最后 形 成 炉 顶煤 气 。燃 烧 带 形 成 的煤 气 在
高炉煤气利用现状及节能减排新技术
高炉煤气利用现状及节能减排新技术随着我国工业化进程的不断加快，高炉煤气的利用成为了一个备受关注的话题。
高炉煤气是炼铁过程中产生的重要副产品，含有大量的一氧化碳和氢气等可燃气体成分，具有潜在的经济价值。
目前，我国正在积极探索高炉煤气的利用现状以及节能减排的新技术，以提高高炉煤气的利用率，降低能源消耗，减少对环境的影响。
一、高炉煤气利用现状高炉煤气是炼铁过程中的一种重要的副产品，在炼铁炉内煤气发生反应时，生成的剩余气体。
根据统计数据，高炉煤气中一氧化碳的含量约占50-60%，氢气的含量约占20-30%，其余为二氧化碳、氮气和少量的水蒸气。
这些可燃气体具有较高的热值，可以被用作燃料，因此对高炉煤气的有效利用成为了当前的研究热点。
目前，我国对高炉煤气的利用主要集中在两个方面：1. 发电：高炉煤气的利用方式之一是通过燃烧发电。
将高炉煤气直接燃烧发电，可以有效地将其热能转化为电能，实现资源的综合利用。
这种方式不仅减少了对传统煤炭的需求，还能减少二氧化碳等有害气体的排放，对环保具有积极影响。
2. 化工原料：高炉煤气中含有丰富的一氧化碳和氢气，可以用于合成化工原料。
通过适当的气体分离和转化技术，可以将高炉煤气中的一氧化碳和氢气提炼出来，用于生产甲醇、乙烯等化工原料，实现了高炉煤气的有效利用。
二、节能减排新技术在高炉煤气利用过程中，如何提高其利用率、降低能源消耗、减少对环境的影响成为了当前的研究热点。
以下介绍一些目前正在积极研究和应用的新技术：1. 高炉煤气焚烧技术升级：在高炉煤气的利用过程中，燃烧是一个非常重要的环节。
传统的高炉煤气燃烧装置往往存在燃烧效率低、污染物排放高等问题。
当前研究方向之一是对高炉煤气焚烧技术进行升级，采用先进的燃烧装置和烟气处理技术，提高其燃烧效率，减少有害气体排放。
2. 高炉煤气深度利用技术：当前，一些先进的高炉煤气深度利用技术也在不断研究和应用之中。
通过高炉煤气干法煤气化技术，可以将高炉煤气转化为合成气或液化石油气，再利用于燃料或化工原料生产中。
高炉炉料和煤气流的运动
炼铁学——高炉炉料和煤气的运动
软熔带理论； （1） 高炉料柱结构有块料带、软熔带、滴落带、燃烧带、渣铁盛聚 带和中心焦炭料块组成。在软熔带以下，只有焦炭保持着固体状态。 （2）炉料从上部块料带进入软熔带中，明显保持按装料顺序形成的 矿/焦分层的状态。 （3）随着炉料下降，温度升高，矿石逐渐还原、软化、熔融、造渣， 直至完全熔化滴落。从软化到熔滴，温度区间按等温线分布，形成同焦 炭夹层相间分布的若干软熔层。软熔层依靠焦窗透气。 （4） 软熔带形状、结构（位置、尺寸）对煤气流运动阻力ΔP有重大 影响。它决定高炉中部煤气流分布，即二次煤气流分布，并对块料带和 炉喉煤气流分布，即三次煤气流分布有重要影响。 （5） 软熔带形状随原料条件和操作条件的变化有所不同。
炼铁学——高炉炉料和煤气的运动
二、炉喉煤气流的合理分布 1 炉喉煤气流分布状况的判断 生产中主要是利用沿炉喉截面不同半径方向上煤气的温度和CO2分
布曲线来判断煤气分布状况。 （ “五点取样法”）
炼铁学——高炉炉料和煤气的运动
通过图可判断煤气沿炉喉截面和径向（东、西、南、北）的分布状况 和利用情况。凡CO2低处，CO必然高，煤气温度也高，说明该方向煤 气流发展，煤气利用不好。反之，该方向煤气流较少，煤气利用好。
— —料层空隙率，即料层空隙体积与散料堆体积之比
V空 V散 V料 1 V料 1 散
V散
V散
V散
料
散 — —散料的松装密度(堆比重)，kg / m3
料 — —料块本身的表观密度，kg / m3
炼铁学——高炉炉料和煤气的运动
二、影响ΔP的因素及降低ΔP的方向 由公式可见，在料层高度一定和温度、压力一定的情况下，γ变化不
高炉煤气及煤气、炉料的运动解析
一解释题：1．炉料、煤气的水当量答案：所谓水当量就是指单位时间内通过高炉某一截面的炉料或煤气，其温度升高或降低1℃所吸收或放出的热量，即单位时间内使煤气或炉料改变1℃所产生的热量变化。
（包括化学反应热、相变热和热损失等）。
2．炉料有效重力答案：料柱重力克服散料层内部颗粒间的相互摩擦和由侧压力引起的摩擦力之后的有效质量力。
3．高炉内的热交换现象答案：炉缸煤气在上升过程中把热量传给炉料．温度逐渐降低。
而炉料在下降过程中吸收煤气热量，温度逐渐上升，使还原．熔化和造渣等过程顺利进行。
这就是热交换现象。
4．透气性指数:答案：表示通过散料层的风量与压差的比值，即单位压差通过的风量，反映气流通过料柱时阻力的大小。
以Q/△P表示，其中Q—风量，△P—压差。
二填空题1．两种或多种粒度混合的散料床层,其空隙率与大小粒的( )比和( )比有关。
答案：直径；含量P1282．高炉炉料下降的力学表达式为( )。
答案：F＝G料－P墙－P料－ΔP浮3．高炉内运动过程是指在炉内的炉料和( )两流股的运动过程。
答案：煤气4．高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气三种煤气中，发热值最低的是( )，发热值最高的是( )。
答案：高炉煤气；焦炉煤气5．初渣在滴落带以下的焦炭空隙间向下流动，同时煤气也要穿过这些空隙向上流动。
所以，炉渣的( )和( )对于煤气流的压头损失以及是否造成液泛现象影响极大。
答案：数量；物理性质(粘度和表面张力)6．在( )区间内，煤气与炉料的温差很小，大约只有50℃左右，是热交换极其缓慢的区域，常称为热交换的( )。
答案：炉身中下部；空区或热储备区7．高炉的热交换是指( )与炉料的热量传递。
答案：煤气流8．高炉内的( )是热量的主要传递者。
答案：煤气9．越到高炉下部炉料对热量的需求越（）。
答案：大10．煤气的压降梯度升高至与炉堆积密度相等时，发生( )。
答案：悬料11．煤气的危害是中毒、( )、爆炸，而氮气的危害是( )。
答案：着火；窒息12．高炉原料特别是烧结矿，在高炉上部的低温区还原时严重( )、( )，使料柱( )降低( )恶化。
高炉冶炼过程中的炉料与煤气运动
髙炉冶炼过程中的炉料与煤气运动高炉冶炼过程中伴随着物质与能量的传递过程。
这些物理过程是在流动的物质中发生的，即反应介质是以一定的速度运动而展开的，形成了以动量传递为基础的物质传递和热量传递。
高炉冶炼是在炉料自上而下，煤气自下而上，即在两个相互逆向运动过程中进行的，逆向流股中热量及动量的传递与输送包括两个物理机理，一种是由物质的分子运动引起的传递过程, 另一种是流体微团移动引起的输送过程。
髙炉的冶炼过程尽管十分复杂，但是它具有的传输现象的特点仍然是很明显的。
例如煤气穿过炉料层而上升是流体力学现象；煤气流加热炉料是传热现象；煤气流还原铁矿石以及风口前燃烧等都包含着气体扩散的传质现象。
因此，高炉冶炼的工艺原理，由于结合了传输理论的应用而进入新的阶段。
一、散料层的流体力学现象分析1、散料的主要参数矿石、焦炭、石灰石等粒状物叫散料，它们的透气性对高炉冶炼指标有极大的影响。
从流体力学看，散料各个颗粒间空隙所占的相对体积及单位体积的总表面积，对透气性有决定性影响。
(1)空隙度散料各个颗料间空隙所占的相对体积即孔隙率或空隙度。
(2)比表面积散料体积中物料的表面积与体积之比称为比表面积。
(3)形状系数(4)当量直径(5)平均流速2、炉料下降的力学分析物体在运动过程中总会遇到阻力，当炉料在髙炉自上而下运动时也是如此，炉料要往下运动必须使它自身的重力超过阻力，受到的阻力主要来自三个方面：（1）炉料与炉墙之间的摩擦力P第（2）炉料与料柱下部死焦堆之间的摩擦力P科；（3）上升煤气对炉料的阻力及阿基米德浮力AP挣。
3、煤气经散料层的阻力损失高炉煤气穿过炉料的通路近似于许多平行的、弯弯曲曲的、断面形状多变化的、但又是互相连通的管束，煤气流穿过这些管束的压力降是煤气作用于散料层的一种阻力或浮力，风压变化即代表这种阻力变化。
4、在有液相条件下的煤气流动高炉下部和炉身干区不同，这里唯一尚存的固体炉料是焦炭，在与煤气流向上的同时，液体渣铁往下滴落穿过焦炭的空隙，在气、固、液三相之间进行着剧烈的传热，还原与气化反应。
关于煤气利用及平衡的分析报告
关于煤气利用及平衡的分析报告公司领导：2012年7月份，炼铁厂平均综合焦比为519.43kg/t，最低达到476.33kg/t，由于焦比的下降则产生的煤气热值也相对较低，使轧钢加热炉的加热效率相应下降。
针对乌钢高炉煤气平衡问题，生产技术部进行了分析，现汇报如下：一、前言高炉煤气是高炉生产中焦炭经气化后转变而来的，是高炉炼铁的副产品。
每炼一吨生铁可产生热值为3300～4100kJ/m3的高炉煤气1300～1600m3。
虽然高炉煤气是一种低热值的燃料，但由于其巨大的发生量，因此产生的能源价值是相当可观的。
热风炉换炉送风可使高炉煤气的发生量和压力大幅度波动，突发的大量煤气过剩或紧缺容易导致设备熄火和用户停产。
所以，高炉煤气供应量与需求量之间的平衡以及优化调度，对科学合理地分析能源消耗，完善制定高炉煤气生产计划，维护系统安全，实现节能减排，从而提高企业的综合实力具有重要的意义。
高炉煤气是钢铁企业煤气量最大的一种宝贵能源。
高炉煤气的主要可燃成分为CO，约占30％，还有少量的H2和CH4，其余为不可燃的N2及CO2，故其发热值较低。
高炉煤气是一种无色、无味、有毒的低热值气体燃料，加热高炉煤气的设备必须保持严密。
高炉煤气的高温气体易于充满炉膛，温度分布均匀，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用，如果能够加入焦炉煤气，就叫做“混和煤气”，这样可以提高热值。
高炉煤气从高炉出来时含有大量的粉尘，约为15～80g/m3或更多，因此在使用前必须经导出管、上升管和下降管进入重力除尘，除去粗颗粒粉尘；再进入布袋除尘，除尘净化等工序。
二、煤气平衡计算煤气的供需平衡是一个复杂的系统工程，它不仅取决于煤气用户，而且还取决于产气设备和煤气储配、输送及其相关因素所组成的整个煤气系统，只有同时抓好煤气系统的每一个环节及相关因素，才能使煤气平衡处于最佳状态。
煤气的发生是煤气平衡系统的源头，对煤气的发生量进行科学的预测，有助于合理分配二次能源，避免煤气供应的不足或放散。
高炉煤气资源现状、回收利用及其技术发展概况
高炉煤气资源现状、回收利用及其技术发展概况1 前言高炉煤气是钢铁工业中的高炉炼铁过程中副产的一种可燃气体。
高压鼓风机（罗茨风机）鼓风，并且通过热风炉加热后进入了高炉，这种热风和焦炭助燃，产生的是二氧化碳和一氧化碳，二氧化碳又和炙热的焦炭产生一氧化碳，一氧化碳在上升的过程中，还原了铁矿石中的铁元素，使之成为生铁，这就是高炉炼铁的化学过程。
铁水在炉底暂时存留，定时放出用于直接炼钢或铸锭。
这时候在高炉的炉气中，还有大量的过剩的一氧化碳，这种混和气体，就是“高炉煤气”。
这种含有可燃一氧化碳的气体，是一种低热值的气体燃料，可以用于冶金企业的自用燃气，如加热热轧的钢锭、预热钢水包等。
也可以供给民用，如果能够加入焦炉煤气，就叫做“混和煤气”，这样就提高了热值。
高炉煤气的主要成分为：CO、CO2、N2、H2、CH4等，其中可燃成分CO含量约占25%左右，H2、CH4的含量很少，CO2、N2的含量分别占15%，55 %，热值仅为3500kJ/m3左右。
高炉煤气的成分和热值与高炉所用的燃料、所炼生铁的品种及冶炼工艺有关，现代的炼铁生产普遍采用大容积、高风温、高冶炼强度、高喷煤粉量的生产工艺，采用这些先进的生产工艺提高了劳动生产率并降低能耗，但所产的高炉煤气热值更低，增加了利用难度。
高炉煤气中的CO2、N2既不参与燃烧产生热量，也不能助燃，相反，还吸收大量的燃烧过程中产生的热量，导致高炉煤气的理论燃烧温度偏低。
高炉煤气的着火点并不高，似乎不存在着火的障碍，但在实际燃烧过程中，受各种因素的影响，混合气体的温度必须远大于着火点，才能确保燃烧的稳定性。
高炉煤气的理论燃烧温度低，参与燃烧的高炉煤气的量很大，导致混合气体的升温速度很慢，温度不高，燃烧稳定性不好。
高炉煤气中存在大量的CO2、N2，燃烧过程中基本不参与化学反应，几乎等量转移到燃烧产生的烟气中，燃高炉煤气产生的烟气量远多于燃煤。
在钢铁工业用能结构中，煤炭约占70%左右，在煤炭的热能转换中有65.88%是以焦炭和煤粉形式参与冶炼生产的，另有34.12%的热能是以可燃气体（包括高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气）形式出现。
浅谈高炉理论煤气流速
摘要本文介绍了高炉理论煤气流速的计算、影响因素及应用，为高炉合理强化冶炼提供理论基础。
关键词高炉强化冶炼理论煤气流速Abstract This article introduces the calculation, influencing factors and application of coal gas flow rate of blast furnace. And all provide the base for strengthening smelting reasonably of blast furnace.Keywords blast furnace strengthening smelting coal gas flow rate of blast furnace前言高炉强化冶炼以后，单位时间内产生的煤气量增加，煤气在炉内的流速增大，煤气穿过料柱上升的阻力上升，高炉炉内向上运动的煤气与向下运动的炉料之间的矛盾越来越突出，如何避免矛盾的爆发成为高炉技术工作者的重要任务，技术工作者先后提出了风量、炉腹煤气量等衡量标准。
本文利用理论煤气流速衡量高炉强化幅度，介绍了理论煤气流速的计算、影响因素及应用，理论煤气流速综合考虑了原燃料质量、操作参数及炉型特点对高炉强化幅度的影响，为高炉合理强化冶炼提供理论基础。
1理论煤气流速理论1.1炉缸煤气量炉缸煤气量是衡量高炉强化程度的重要参数，随高炉强化幅度提高，炉内料柱实际通过的煤气量增加。
计算炉缸煤气量：公式 1[1]：炉缸煤气量，m3/t；：吨铁入炉风量，m3/t；：鼓风湿度，%；：富氧率，，%；：煤比，Kg/t；：煤粉中水分含量，%；：煤粉的H含量，%；：煤粉燃烧率，%。
1.2理论燃烧温度适宜的理论燃烧温度须满足高炉正常冶炼所需的炉缸温度和热量，保证液态渣铁充分加热和还原反应的顺利进行。
计算理论燃烧温度：公式 2：理论燃烧温度，℃；： 1Kg碳氧化成CO时放出的热量，KJ/Kg；：风口前碳素燃烧率，%；：入炉总碳量，Kg/t；：1Kg焦炭在1500℃时带入炉缸的物理热，KJ/Kg；：焦比，Kg/t；：焦炭的碳含量，%；：煤粉的碳含量，%；：在时大气的比热容，KJ/m3.℃；：热风温度，℃；：在时氧气的比热容，KJ/m3.℃；：煤粉在高炉的分解热，KJ/Kg；：水分在高炉的分解热，KJ/Kg；：炉缸煤气在时的比热容，KJ/m3.℃。
浅谈优化高炉煤气放散塔的运行
浅谈优化高炉煤气放散塔的运行关键字：放散塔调节阀切断阀压力前言：钢铁企业一般都设置有高炉煤气放散塔，高炉煤气放散塔用于放散过剩煤气，防止高炉煤气管网超压运行，造成事故。
高炉煤气放散塔一般设置在高炉煤气管网的末端或靠近大煤气用户设置。
一是考虑末端用户的压力需求，二是考虑大煤气用户突然停煤气，及时放散煤气的需要。
钢铁厂大量的高炉煤气用来发电，单台锅炉的煤气用量高达30-60万Nm3/h。
锅炉如果突然解列，高炉煤气管网的压力会急剧升高，击穿煤气排水器，导致人员煤气中毒。
如何解决锅炉突然解列造成煤气排水器击穿的问题，需优化高炉煤气放散塔的运行。
高炉煤气放散塔的组成。
高炉煤气放散塔一般设计三根支管，每根支管都设计有盲板阀组、调节阀、切断阀。
调节阀用来调节煤气管网压力，切断阀用来防止煤气泄漏。
吹扫氮气管接在每根支管的切断阀后，用于点火前和灭火后吹扫煤气管道。
每个放散管顶部设置直立式火炬，火炬外侧布置有三个点火烧嘴。
点火烧嘴下安装有电子点火枪和热电偶，点火枪用于点燃助燃气体，热电偶用于检测点火烧嘴喷出的助燃气体是否燃烧。
吹扫氮气、助燃气体、高压点火系统、调节阀、切断阀等均受PLC系统控制。
气动切断阀动作时间要求小于5秒，以确保动作快速性。
高炉煤气放散塔设计能力的选择。
高炉煤气放散塔的设计不仅要考虑平时的放散，还必须考虑最大煤气用户突然解列放散煤气的问题，不能造成煤气管网瞬间超压运行，否则后果十分严重。
正常运行点火放散煤气流速小于30米/秒，异常放散煤气流速取40米/秒。
支管管径与煤气放散量的关系见下表。
支管管径与煤气放散量的关系表表1注：煤气压力取10kPa，温度取40℃。
正常运行调节阀和切断阀的控制原理。
以支管1为例，正常运行放散剩余煤气时，盲板阀组打开，调节阀打自动，切断发打自动。
当煤气压力≥P1时，切断阀阀自动联锁打开，当煤气压力≥P2时，调节阀自动打开放散煤气（P2＞P1）。
当煤气压力＜P2时，调节阀自动关闭，当煤气压力＜P1时，切断阀自动联锁关闭。
高炉煤气
高炉煤气高炉炼铁过程中产生的可燃气体。
纯净的高炉煤气无色无味，单重约1.3公斤／标米3，产率为高炉鼓风量的1.35～1.4倍。
正文干煤气组分大致如附表：高炉煤气高炉煤气是钢铁联合企业内部的重要气体燃料，常单独（或混入少量焦炉煤气）用作热风炉（消耗量约占产量的40～45％）、焦炉和锅炉的燃料；也可和焦炉煤气混合,成为发热值1100～2000千卡／标米3的混合煤气，作为均热炉、加热炉、热处理炉等的燃料，并用于烧结机点火。
高炉煤气的燃烧特性因组成而异,一般燃烧每标米3高炉煤气,约需空气0.7～0.8标米3；燃点约560～600℃；爆炸界限下限30～35％，上限70～80％（均指高炉煤气在它和空气的混合物中所占的体积百分数）。
高炉煤气净化高炉煤气作为燃料，含尘量要小于10毫克／标米3,对温度和压力也有一定要求。
因此在供给工业窑炉使用前需进行除尘、降温。
高压高炉煤气还需降压。
含粉尘的高炉煤气出高炉后，进入重力除尘器，除去大颗粒粉尘，然后在洗涤塔和文氏管中喷水冷却，清除细颗粒粉尘，含尘量可降至50～100毫克／标米3；然后再经减压阀组降压，在减压阀内喷水可以起很好的除尘作用。
经过阀组后的煤气，含尘量一般在5毫克／标米3左右。
中国有一些中压或低压中小高炉,在文氏管后装设湿式电除尘器或洗涤机。
有些低压高炉，不设文氏管，在洗涤塔后直接设置湿式电除尘器或洗涤机。
70年代发达国家的一些钢铁厂采用一种可变环形缝隙的高压高炉煤气洗涤塔（见图）。
这种洗涤塔结构紧凑，将煤气冷却、清洗和压力调节作用集合于一个设备内，噪声也较小，因此得到推广。
高炉煤气高压高炉炉顶煤气余压发电为了回收高压高炉煤气所具有的压力能量，70年代开始采用炉顶煤气余压发电，绝大部分煤气不经减压阀组降压，而通过膨胀涡轮机膨胀降压，推动涡轮机旋转，带动发电机发电。
一座容积4000米3、炉顶压力2公斤力／厘米2的高炉,约可发电12000～14000千瓦。
目前世界上已安装这种涡轮发电机50余套，总发电容量约40万千瓦。
高炉煤气分布
高炉煤气分布煤气在高炉截面上的分布，常用炉喉料面以下水平截面上的分布来代表。
如分布得比较均匀，比较合理，其热能和化学能利用就比较好，冶炼技术指标就好；反之则差些。
因此获得比较均匀、合理的煤气分布一直是高炉工作者十分关心的问题。
煤气分布的判断判断煤气分布最直接的方法是了解炉内各点的煤气流速。
在掌握各处矿石厚度的情况下，就可以知道该处矿石量与煤气量的比值，从而了解煤气分布状况。
但是，由于测量煤气流速在技术上有较多困难而不能经常进行，在生产中往往采用间接的方法，即用煤气中的CO2%、煤气温度和红外线热图像仪测定等方法判断煤气分布。
CO2曲线煤气流速分布与CO%量的分布相似，而煤气中CO%+CO2%≈常数，所以CO2%量的径向分布间接反映了煤气流速的分布，即CO2%量低处，流速高；CO2%量高处，流速低。
理论上的解释是，在矿石堆积、气流不畅的部位，正是CO利用得好而C0。
含量高的部位；在矿石较少、透气性好的部位，也正是流速高、CO利用差而CO2含量低的部位。
CO2曲线也称煤气曲线。
取样位置在料面下约1～2m左右的平面上，一般是4个方向呈十字交叉式布置取样孔，在炉外设有取样平台和伸进与拉出取样管的电动绞车，也有的高炉采用人工手动，一般是在半径上取5点，故又称作5点取样。
取出试样后分析其中C0。
含量，并按直径画出曲线，用来判断煤气分布。
如图中的4种曲线就代表4种煤气分布：a为边缘气流型，即边缘CO2%很低，中心CO2%很高，是典型的“馒头状”曲线，表示中心焦炭负荷过重，边缘气流过分发展的情况。
在此情况下，大量煤气未经充分利用而从边缘逸出，造成炉顶温度偏高，除尘器混合煤气中CO2低。
这种曲线表示炉缸中心堆积，炉衬容易损坏，CO2%后果是焦比升高。
6为中心气流型，即中心CO2%较低，温度较高，而边缘CO较高，有人称“喇叭花型”，也有人称“展翅型”，这种煤气分布，煤气利用率高，炉顶温底低，混合煤气中高，焦比低，炉衬寿命长，是现代高炉生产的典型曲线。
高炉炉况分析
高炉炉况分析文章发表时间：2015.06.01 13:03:04关键词：高炉炉况高炉炼铁是一个非常复杂的过程，涉及到装料制度、送风制度、造渣制度等多个方面。
高炉炉况的好坏对高炉生产过程产生的影响很大，它直接关系到高炉生产能否正常运行以及高炉生铁成本的高低。
所以了解高炉炉况正常和失常的基本特征、弄清高炉失常的主要原因、掌握高炉炉况失常的预防和处理方法是非常重要的。
为此，本报特组织高炉炉况失常分析与处理系列报道，以飨读者。
1 高炉正常炉况的基本特征高炉在自己特定的冶炼条件下（冶炼条件包括：原燃料性能和供应水平；设备技术装备和检测手段；炼铁后续工序的生产状况及对铁水的需求等）保持稳定顺行是最起码的要求。
一般情况下，只有高炉顺行才能实现低碳、低成本、高效益的生产。
由于高炉炼铁的复杂性和“黑箱”效应，更因为冶炼条件的变化，特别是原燃料质量的变化，设备事故的出现，后续工序事故造成铁水供应失衡，以及操作者本身的失误等造成高炉炉况波动，继而失常，如果处理不及时或不当将转为高炉事故。
因此，高炉炉况正常和失常是高炉炼铁操作者日常处理炉况的重要工作，正确识别“正常”与“失常”非常重要。
首先要说明炉况正常，即炉况顺行的基本特征。
高炉顺行的特征随着冶炼条件、炉子大小、操作者的技术水平等的变化而有不同，但基本特征是一致的。
煤气流从炉缸燃烧带产生向上运动，到达炉顶经历三次分配，如果三次分配合理，总的煤气流分布就合理。
1.1 煤气流分布合理初始分配：与炉缸内燃烧带大小和燃烧带周边特别是燃烧带与死料柱之间的焦粉层的透气性和透液性有关，保证有足够的煤气流向中心。
二次分配：软熔带有足够的焦窗使煤气顺利分配和通过，因为在软熔带内煤气通过的阻力是矿石软熔层最大，软熔层与焦炭的透气性比例是1:52，要保证软熔带煤气稳定地分配，要保证获得倒“V”型软熔带，因为“W”型对中心气流干扰大而不稳定。
三次分配：为块状带，它的决定性因素是炉喉布料，即炉喉径向和圆周上O/C比的布置情况，O/C大的区域煤气流阻力大，O/C小的区域相反，煤气流阻力小，阻力大小决定了煤气流的分配。
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摘要本文浅要分析了高炉合理煤气分布的内涵及实现途径，控制煤气分布形态及稳定程度，在炉况顺行的基础上实现煤气利用的提高，高炉下部充足的鼓风动能及上部装料的有效调节是实现高炉合理煤气分布的途径。
关键词高炉煤气分布The simple analysis of BF coal gas distribution in reasonZhang Heshun Ma Hongbin(Shougang Ironmaking Plant)Abstract This article simply analyses the meaning and realization approach of BF coal gas distribution in reason. Controlling the form and stabilization of coal gas distribution, coal gas utilization factor is increased in the base of BF regular working. Enough blast kinetic energy at BF well and efficient regulation of material loading at BF top is the approach to realize BF coal gas distribution in reason. Keywords BF coal gas distribution前言高炉合理煤气分布，没有一个固定的模式，随着原燃料条件改善和冶炼技术的发展而相应变化，国内各炼铁厂对高炉合理煤气分布的理解也不尽相同，生产实践中也出现了不同模式的高炉煤气分布都取得较好高炉经济技术指标的情况。
煤气自炉缸产生，经过软熔带，到达固体散料层，最终从料面逸出，经历三次煤气分布。
高炉合理煤气分布，要保持炉况顺行稳定，控制边缘与中心两股气流；最大限度的改善煤气利用，降低燃料消耗。
本文结合首钢2号高炉的冶炼经验，浅要分析高炉合理煤气分布的内涵及实现途径，寻找不同炼铁厂不同高炉之间合理煤气分布的普遍规律。
2号高炉2002年5月开炉，有效容积 1780m3，24个风口，炉身下部、炉腰、炉腹安装三段铜冷却壁，先后装备了高炉基础数据采集系统、高炉煤气成分在线分析系统、风口摄像系统、炉喉摄像系统、铜冷却壁渣皮厚度预测模型、首钢高炉专家系统、雷达料面仿真系统、铁水连续测温系统、炉缸侵蚀模型等先进设备及软件，完善的监测设备为客观分析高炉冶炼进程提供了数据基础。
2006年开始，2号高炉解放思想、大胆创新，寻找适合高炉自身特点的作业参数，在炉况顺行的基础上，取得了焦比280Kg/t、煤比170Kg/t、小焦比45Kg/t、利用系数2.5t/m3.d的经济技术指标，引领着首钢（北京）高炉的冶炼技术发展，为首钢（北京）高炉经济技术指标的整体提高奠定了基础。
1煤气分布的影响因素1.1送风制度鼓风离开风口时所具有的速度和动能，在风口前端形成一个疏松的椭圆形区间，焦炭在这个区间进行回旋运动和燃烧，回旋区的形状和大小决定着炉缸初始煤气的分布。
回旋区的深度越大，煤气越向中心扩展，这也使炉缸中心保持一定的热度，控制中心堆积的焦炭数量，维持死焦堆良好的透气透液性能，避免下落的渣铁影响煤气向中心的渗透。
送风制度决定的炉缸初始煤气分布从根本上决定了煤气分布的形态。
为达到尽量扩展回旋区深度的目的，需要维持尽量大的动能。
鼓风动能增大到一定水平后所担心的中心煤气过分发展问题，可以通过装料制度的调整来有意识的控制中心、疏导边缘得到解决。
风口面积、风口长短根据生产任务与高炉自身特点选定后，生产中尽量不调整，为维持回旋区深度的稳定，尽量维持送风制度的稳定。
1.2装料制度装料制度通过改变炉料在炉喉径向的分布状态来调整煤气在径向各点的流速，从而达到高炉稳定顺行的目的，并尽可能的提高煤气利用、降低燃料比。
在上部固体散料层，由于焦炭对煤气产生的阻力要比矿石对煤气产生的阻力小得多，煤气在径向位置上主要沿着矿焦比轻的路径上升，或者说煤气沿这一路径的上升速度最快、煤气利用最差。
但煤气的上升速度不能无限制的增加，否则会导致固体散料层的流化，出现管道行程，破坏炉况顺行。
装料制度的主要作用是针对炉缸初始煤气的分布状态，控制中心与边缘煤气的流速，维持炉况顺行、提高煤气利用。
装料制度的基础是准确布料，将炉料直接布到炉喉径向相应位置，减少依靠溜料实现的炉料在料面的再分配，装入的炉料尽量平铺，减少料面本身的不稳定性，装料制度的调整尽量采取调整矿石装料的方式，坚持“多议少动”，杜绝“盲动”。
1.3原燃料质量原燃料质量对高炉煤气分布的影响体现在：一是原燃料粒度，原燃料粒度越小、越不均匀，对煤气的阻力越大，越易引起煤气分布紊乱；二是原料的低温还原粉化性能、块矿的热爆裂性能、球团矿的还原膨胀性能，这在炉内中、低温区引起原料粒度的变化，从而引起煤气分布紊乱；三是焦炭的高温冶金性能，焦炭高温冶金性能差导致炉内软熔带以下焦炭粒度过小，增加渣铁在焦炭中的滞留时间，煤气难于透过滴落带，易导致下部煤气分布紊乱。
原燃料质量方面对粒度、冶金性能务必跟踪管理，减少原燃料质量问题造成的煤气分布紊乱。
1.4日常操作日常操作对煤气分布的影响因素：一是喷煤量，高炉煤比增加后，若未燃煤粉对焦柱的堵塞作用及未燃煤粉使炉渣粘稠的现象不能通过高风温、富氧等得到缓解，会造成炉缸初始中心煤气被抑制，引起炉缸初始边缘煤气发展，再者日常操作中煤粉量突然增加极易引起炉缸边缘局部气流紊乱；二是炉渣性能及渣量，受原燃料质量影响，炉渣性能及渣量会发生一定的变化，增加渣铁在焦炭中的滞留时间，导致下部煤气分布紊乱；三是出渣出铁，炉内不能及时出净渣铁，同样易造成炉内下部煤气分布紊乱。
日常操作中追踪管理煤粉量的稳定程度，稳定原燃料质量、及时调整炉渣碱度，出渣、出铁必须及时，在高煤比操作下，还需要解决未燃煤粉对炉内下部煤气分布的影响。
2煤气分布的形态2.1煤气分布形态的表征由于高炉的焦炭负荷变化等因素，十字测温各点温度会在整体上出现同方向的变化，为更准确的描绘不同高炉、不同焦炭负荷下的炉喉径向煤气分布特征，对炉喉径向各点煤气分布比例有准确的评价，定义炉喉径向煤气分布指数：：炉顶温度（℃）；……：十字测温第一点（边缘）至第六点（中心）温度（℃）；……：十字测温第一点（边缘）至第六点（中心）煤气分布指数。
图 1 首钢2号高炉典型煤气分布指数2.2煤气分布的形态煤气分布形态从下部煤气分布形态和上部煤气分布形态两方面分析，两者相互影响，下部煤气分布形态对煤气分布起决定性作用。
下部煤气分布形态，需要考虑如何维持炉缸的活跃工作状态及炉缸的长寿，下部煤气尽量向中心渗透对这两者都是有利的，煤气向中心渗透的程度则受送风制度及装料制度的影响。
上部煤气分布形态，主要是依靠装料制度，实现对下部煤气分布形态下的煤气流进行再分配，避免出现煤气流速过快导致管道行程的情况。
以下部煤气向中心渗透的程度对煤气分布形态进行分类：（1）鼓风动能大，风口前回旋区深，下部煤气向中心渗透程度好：这种情况下煤气分布又可分为两类，一是中心煤气宽度小但力度强、边缘煤气稳定或存在少量虚火；二是中心煤气、边缘煤气都宽度大但力度弱。
（2）鼓风动能小，风口前回旋区浅，下部煤气向中心渗透程度差：这种情况下煤气分布也可分为两类，一是中心煤气、边缘煤气都宽度大但力度弱；二是中心煤气宽度小、力度弱，边缘煤气有一定力度。
3煤气分布的稳定3.1煤气分布稳定的表征煤气分布形态在很大程度上决定着高炉的煤气利用，煤气分布的稳定则在很大程度上决定着炉况的顺行，在注重对煤气分布形态控制的基础上，煤气分布的稳定在生产中得到逐步重视，为更准确的描绘不同高炉、不同焦炭负荷下的炉喉径向煤气稳定程度，对炉喉径向各点煤气流速变化幅度有准确的评价，定义炉喉径向煤气波动指数：：炉顶温度（℃）；……：十字测温第一点（边缘）至第六点（中心）温度波动幅度（℃）；……：十字测温第一点（边缘）至第六点（中心）煤气波动指数（%）。
图 2 首钢2号高炉典型煤气波动指数对比通过首钢2号高炉的冶炼实践看，炉况顺行较差时，十字测温第一点、第二点、第五点、第六点煤气波动指数大，十字测温第三点、第四点煤气波动指数与炉况顺行时基本相同，炉况顺行主要取决于对中心区域与边缘区域的煤气流速波动幅度的控制。
3.2煤气分布的稳定十字测温各点温度的波动幅度反应了炉喉径向各点煤气流速的变化情况，温度波动幅度越大说明该点煤气流速的波动越大，之所以出现煤气流速的大幅度波动，是因为固体散料层的不规则运动，造成固体散料层在炉内径向各点的矿焦比出现变化，出现径向各点固体散料对煤气的阻力发生变化，引起径向各点煤气流速的波动。
固体散料层不规则运动的原因：一是炉喉径向料面分布的不稳定，由于焦炭平台宽度小，造成矿石没有稳定的分布，这种情况下，从十字测温温度看，温度存在波动，但波动幅度较小，对压量关系稳定性产生一定的影响，但对料尺工作影响不大。
二是炉内局部出现管道行程，由于局部煤气流速过高造成散料流化，出现管道行程后，势必造成塌料，从十字测温温度看，温度波动幅度大，对压量关系、料尺工作影响明显，影响炉况顺行，威胁高炉稳定生产。
4合理煤气分布4.1合理煤气分布高炉合理煤气分布是高炉炼铁的核心，涉及高炉稳定顺行、节能降耗、长寿等核心问题，合理煤气分布存在两个层面：一是炉况的稳定顺行，这也是合理煤气分布的基本目标，最具代表性的煤气分布形态为：中心煤气、边缘煤气都开，但开的程度因高炉而异，煤气流速没有局部过高的情况，炉况顺行较好，但煤气利用率低、燃料比高，虽然给炉内减小了压差损失，但长期来看，对高炉长寿不利；二是煤气利用的提高、燃料比的降低，这是高炉冶炼的追求目标，最具代表性的煤气分布形态为：中心煤气开、边缘煤气稳定，中心煤气的“开”表现在加完矿、焦后中心煤气火都不受影响，中心火柱窄而强，炉况顺行好，煤气利用率高、燃料比低，炉缸工作活跃，对高炉长寿有利，但存在压差损失高的情况。
现在大多数高炉的合理煤气分布目标仍停留在炉况的稳定顺行方面，在继续提高煤气利用、降低燃料比方面需要进一步的探索。
4.2合理煤气分布的途径煤气分布不单是炉料在炉喉截面分布决定的，煤气自炉缸产生，经过软熔带，到达固体散料层，最终从料面逸出，经历三次煤气分布。
上部调剂虽然有很大作用，但必须从炉缸做起才能达到真正的煤气合理分布，调剂的原则是以下部为基础，上下部调剂相结合。
合理的煤气分布应该是下部煤气形成中心发展的煤气，即炉缸初始煤气最大限度向中心渗透，以利于提高整个死焦堆的透气、透液能力，这就是“吹透中心”的高炉，只是吹透程度因高炉而异，要实现“吹透中心”，需要保持足够的、稳定的鼓风动能，维持风口前回旋区的深度。